hubungan tumbuhan dengan lingkungan...modul 1 hubungan tumbuhan dengan lingkungan dra. murni dwiati,...

Modul 1

Hubungan Tumbuhan dengan Lingkungan

Dra. Murni Dwiati, M.Si.

A. TUJUAN PRAKTIKUM

Setelah melaksanakan praktikum ini, Anda diharapkan dapat menerap-

kan konsep transpirasi, peran unsur hara, dan sifat enzim pada tumbuhan.

B. ISI POKOK MATERI PRAKTIKUM KESELURUHAN

Tumbuhan hidup memerlukan air dalam jumlah besar bagi

pertumbuhannya. Hal ini karena tumbuhan mengalami pertumbuhan terutama

akibat pembentangan sel. Air diperlukan untuk mempertahankan suhu tubuh

tumbuhan. Sebanyak 1 gram air akan berubah menjadi uap air pada suhu

20oC dan memerlukan energi sebesar 584g kalori. Dengan kata lain, untuk

menghilangkan panas dari tubuh tumbuhan sebesar 584 kalori cukup dengan

menguapkan air sebanyak 1 gram dari permukaan tubuh. Tumbuhan akan

mengalami kehilangan air dalam jumlah besar dalam bentuk uap air melalui

daun pada saat proses transpirasi. Dengan adanya transpirasi, air dalam tanah

dan unsur hara yang terserap akan digunakan dalam metabolisme tumbuhan,

antara lain dapat menghasilkan protein struktural dan fungsional (enzim).

Dalam tubuh tumbuhan enzim berperan dalam proses sintesis dan penguraian

zat.

PENDAHULUAN

1.2 Praktikum Fisiologi Tumbuhan

Transpirasi yang tinggi

Membantu penyerapan

unsur hara

Unsur hara berperan dalam

metabolisme antara lain

menghasilkan protein

struktural dan fungsional

Transpirasi

Unsur hara

Enzim

C. JUDUL DAN MATERI POKOK DI SETIAP KEGIATAN

PRAKTIKUM

1. Transpirasi pada tumbuhan. Pada Kegiatan Praktikum 1 akan dilakukan

pengukuran terhadap laju kehilangan uap air serta membandingkan laju

penguapannya pada daun dari dua jenis tumbuhan yang berbeda. Bahan

yang digunakan adalah cabang Filisium dan Akasia, serta air.

2. Peran unsur hara. Pada Kegiatan Praktikum 2 akan dilakukan perbedaan

untuk membuktikan peran unsur hara makro dan mikro bagi

pertumbuhan tanaman hara, serta menjelaskan gejala-gejala yang timbul

pada tanaman akibat kekurangan unsur hara tertentu. Bahan yang

digunakan adalah tanaman jagung dan larutan bahan unsur hara.

3. Pengaruh lingkungan terhadap enzim. Pada Kegiatan Praktikum 3 akan

dilakukan percobaan untuk membuktikan bahwa enzim dipengaruhi oleh

pH dan suhu. Bahan yang diperlukan adalah putih telur, alkohol 95%,

dan aquades.

DIAGRAM KETERKAITAN UNIT PRAKTIKUM

BIOL4449/MODUL 1 1.3

Kegiatan Praktikum 1

Transpirasi pada Tumbuhan

umbuhan dalam proses pertumbuhannya akan menyerap air dan unsur

hara. Air diperlukan dalam jumlah besar karena air merupakan bagian

terbesar dalam tubuh tumbuhan yang sedang aktif melakukan metabolisme.

Air diperlukan sebagai alat transpor dalam pemindahan unsur hara. Selain itu,

air juga digunakan untuk mendinginkan permukaan daun pada suhu yang

relatif panas dengan cara difusi dari rongga antarsel parenkim bunga karang

ke atmosfer melalui stomata (jamak: stoma). Peristiwa ini lazim dikenal

dengan transpirasi. Transpirasi terkait dengan pembukaan stoma, letak

stoma, ukuran stoma, dan kerapatan stoma per satuan luas daun.

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengukur laju kehilangan uap air pada dua daun yang berbeda.

2. Membandingkan laju penguapan pada dua macam tumbuhan yang

berbeda.

B. TEORI

Transpirasi adalah proses hilangnya uap air dari permukaan tubuh

tumbuhan akibat adanya penguapan (evaporasi). Transpirasi dari permukaan

daun terutama berlangsung melalui stomata. Peristiwa ini lazim dikenal

sebagai transpirasi stomatal. Selain itu, sebagian kecil uap air dapat juga

hilang melalui kutikula (transpirasi lentikuler). Berbeda dengan evaporasi,

uap air pada transpirasi tidak meninggalkan permukaan bebas, tetapi harus

melewati epidermis atau stomata. Transpirasi ditentukan oleh faktor yang

memengaruhi pembukaan stomata. Sebagai contoh, kenaikan temperatur

daun dapat memacu evaporasi, tetapi dapat pula menyebabkan menutupnya

stoma sehingga transpirasi menjadi berkurang.

Transpirasi bermanfaat bagi tumbuhan karena dapat menyebabkan

terbentuknya daya isap daun, membantu penyerapan air dan hara oleh akar,

serta mempertahankan suhu permukaan daun. Akan tetapi, transpirasi dapat

juga membahayakan kehidupan tumbuhan. Hal ini terjadi apabila uap air

yang ditranspirasi melampaui jumlah air yang diserap oleh akar. Akibatnya,

T


tumbuhan akan kekurangan air. Kekurangan air yang berlebihan dapat

mengakibatkan kelayuan yang berakhir dengan kematian.

Transpirasi yang besar akan memaksa tumbuhan untuk melakukan

penyerapan dalam jumlah yang besar pula. Faktor-faktor yang memengaruhi

kecepatan transpirasi adalah berikut ini.

1. Faktor Dalam

a. Jumlah stomata tiap satuan luas daun

Jumlah stomata bergantung kepada jenis tumbuhan dan faktor

lingkungan pada saat daun itu berkembang.

b. Struktur anatomi daun

Alat tambahan yang berupa trikoma dapat mencegah penguapan.

Selain itu, penguapan dapat dikurangi dengan terbentuknya lapisan

kutikula pada permukaan daun yang cukup tebal serta letak stomata

yang tersembunyi.

c. Potensial osmosis daun

Sel daun mempunyai potensial osmosis yang tinggi sehingga air

tidak mudah menguap.

2. Faktor Luar atau Lingkungan

a. Kelembaban udara

Apabila kelembaban udara rendah maka selisih potensial air antara

rongga substomater dan udara sekitar menjadi besar. Akibatnya,

akan terjadi penguapan dengan cepat dan difusi uap air ke udara

berlangsung makin cepat.

b. Temperatur

Kenaikan temperatur akan mempercepat transpirasi karena

evaporasi dari permukaan mesofil meningkat.

c. Angin

Angin dapat memindahkan uap air dari permukaan daun sehingga

kelembaban menurun.

d. Ketersediaan air

Apabila jumlah air yang terdapat di lingkungan terbatas maka

transpirasi akan berkurang.

Mengapa angin kencang dapat dikatakan membahayakan kehidupan tumbuhan? Coba Anda cari penyebabnya. Kaitkan dengan laju

transpirasi. Diskusikan dengan teman-teman Anda.


Untuk mengetahui tingkat efisiensi tumbuhan dalam memanfaatkan air,

sering dilakukan pengukuran terhadap transpirasi. Tumbuhan yang efisien

akan menguapkan air dalam jumlah yang relatif sedikit bila dibandingkan

dengan tumbuhan yang kurang efisien memanfaatkan air.

Laju kehilangan air suatu tanaman bergantung kepada perbedaan

potensial air antara atmosfer dan di dalam sel daun, terutama pada rongga

substomater. Jika ruang antarsel dalam daun jenuh dengan uap air maka laju

kehilangan uap air ditentukan oleh kelembaban nisbi udara di atmosfer.

Setiap keadaan lingkungan yang menyebabkan perubahan besarnya

perbedaan potensial air antara sel daun dan udara luar, dapat menyebabkan

kenaikan laju transpirasi.

Radiasi matahari sangat penting bagi fotosintesis. Selain itu, radiasi

dapat menimbulkan panas. Panas yang diterima oleh daun digunakan sebagai

sumber energi bagi transpirasi. Untuk menguapkan 1 gram air dibutuhkan

568 kalori energi panas. Oleh karena itu, transpirasi berpengaruh dalam

pendinginan daun tumbuhan.

Dalam praktikum ini kecepatan transpirasi akan diukur menggunakan

alat dengan prinsip bejana berhubungan. Laju transpirasi dan absorbsi air

masing-masing akan digambarkan oleh laju pergerakan kolom air dalam pipa

bejana berhubungan. Jika transpirasi tidak berlebihan dan penyerapan air

tidak berbeda terlalu besar dengan kehilangan air maka dapat dikatakan

bahwa laju penyerapan air sama dengan laju transpirasi.

1) Apa keuntungan dan kerugian tumbuhan yang mengadakan transpirasi?

2) Mengapa ketersediaan air ikut berperan dalam menentukan kecepatan

transpirasi?

LATIHAN

Untuk memperdalam pemahaman Anda mengenai materi di atas,

kerjakanlah latihan berikut!

Coba carilah contoh jenis tumbuhan yang dapat beradaptasi pada kondisi kekurangan air yang berlebihan. Bagaimana proses transpirasinya? Adaptasi anatomi, morfologi, dan fisiologi apa saja yang dapat terjadi

pada tumbuhan tersebut?


3) Mengapa transpirasi ditentukan oleh faktor yang memengaruhi

pembukaan stoma?

4) Manakah yang lebih besar laju transpirasinya, tumbuhan yang

mempunyai lubang stoma besar tetapi sedikit jumlahnya ataukah lubang

stoma kecil, tetapi jumlahnya banyak?

5) Kondisi kandungan air tanah, seperti apa yang optimal bagi pertumbuhan

tanaman yang hidup di darat?

Petunjuk jawaban latihan

1) Keuntungan tumbuhan yang melakukan transpirasi adalah membantu

daya isap daun, membantu penyerapan air dan hara, dan

mempertahankan suhu tubuh tumbuhan. Sedangkan kerugiannya, bila

uap air yang ditranspirasikan melebihi pasokannya maka akan terjadi

kelayuan.

2) Apabila ketersediaan air cukup, transpirasi berlangsung dengan cepat.

Sebaliknya, apabila air tidak tersedia, transpirasi akan menurun.

3) Pada saat stoma membuka akan terjadi aliran uap air dari rongga

substomater ke atmosfer.

4) Tumbuhan yang memiliki struktur stoma kecil, tetapi jumlahnya banyak,

mempunyai laju transpirasi lebih besar.

5) Kandungan air tanah dalam kapasitas lapang.

Transpirasi terutama berlangsung melalui stoma. Uap air yang

berasal dari rongga substomater tidak meninggalkan permukaan bebas,

tetapi harus melewati stomata sehingga transpirasi sangat ditentukan

oleh pembukaan stomata. Transpirasi bermanfaat bagi tumbuhan. Akan

tetapi, transpirasi juga dapat bersifat merugikan. Hal ini terjadi apabila

ketersediaan air di tanah terbatas.

RANGKUMAN


1) Transpirasi melalui permukaan daun terutama berlangsung melalui ....

A. lentikula

B. stomata

C. kutikula

D. plasmodesmata

2) Pada saat terjadi angin kencang daun akan mengalami ....

A. transpirasi yang besar

B. transpirasi yang kecil

C. pembukaan stomata

D. penutupan stomata

3) Jumlah trikoma per satuan luas daun yang cukup besar akan

mengakibatkan ....

A. laju transpirasi kecil karena jumlah trikoma bersifat menghambat

laju transpirasi

B. laju transpirasi besar karena jumlah trikoma memacu laju transpirasi

C. pendinginan daun dipercepat

D. laju transpirasi tidak berubah

4) Apabila ketersediaan air dalam tanah cukup tinggi maka laju transpirasi

akan ....

A. tidak berpengaruh

B. tetap

C. terhambat

D. terpacu

5) Transpirasi daun juga dipengaruhi oleh ketebalan kutikula yang melapisi

permukaan epidermis sehingga daun yang mempunyai kutikula ....

A. tebal akan berkurang laju transpirasinya

B. tipis akan lambat laju transpirasinya

C. tebal akan bertambah laju transpirasinya

D. tipis tidak terpengaruh laju transpirasinya

TES FORMATIF 1

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!


Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif 1 yang

terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar.

Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan

Anda terhadap materi Kegiatan Praktikum 1.

Arti tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali

80 - 89% = baik

70 - 79% = cukup

< 70% = kurang

Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat

meneruskan dengan Kegiatan Praktikum 2. Bagus! Jika masih di bawah

80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Praktikum 1, terutama bagian

yang belum dikuasai.

Tingkat penguasaan = Jumlah Jawaban yang Benar

100%Jumlah Soal


C. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Alat:

a. Kertas manila

b. Plastic shield

c. Gunting stek

d. Timbangan analitik digital

e. Mikroskop

f. Object glass dan deg glass/cover glass

g. Pipet volumetrik 5 cc

h. Selang yang pas dengan diameter pipet sepanjang 75 cm

2. Bahan:

a. Cabang tumbuhan Filisium (Filicium decipiens)

b. Cabang tumbuhan Akasia (Acacia auriculiformis)

3. Cara Kerja:

a. Ambil pipet volumetrik 5cc, kemudian masukkan selang plastik ke

pangkal pipet.

b. Isilah pipet dan selang dengan air. Usahakan tidak ada gelembung udara.

c. Buatlah struktur, seperti 2 bejana berhubungan (berbentuk huruf U)

dengan masing-masing bejana berupa pipet dan selang. Letakkan

struktur ini pada penyangga (Gambar 1.1).

d. Potonglah cabang tumbuhan Filisium dan Akasia yang ada daunnya

menggunakan gunting stek. Usahakan pemotongan dibuat dengan arah

serong dan diameter cabang sama dengan diameter selang.

e. Segera masukkan cabang ke ujung selang dan balutlah ujung selang ini

dengan plastic shield.

f. Catat jumlah air yang diuapkan setiap 10 menit sekali untuk menghitung

laju transpirasi. Ulangi pencatatan ini tiga kali dan buatlah reratanya.

g. Dengan cara yang sama, lakukan penghitungan laju transpirasi di luar

ruangan.

h. Bandingkan laju transpirasi, baik pada Filisium maupun Akasia, di

dalam ruangan dan di luar ruangan.

i. Untuk mengetahui hubungan antara laju transpirasi dan luasan daun,

lakukan pengukuran luasan daun dengan metode penimbangan sebagai

berikut:


1) Keluarkan cabang Filisium dan Akasia dari selang.

2) Ambil semua daun Filisium dan Akasia dari cabang tersebut,

timbang masing-masing beratnya, misalnya b gram.

3) Buatlah satu potongan kertas manila berbentuk persegi dengan

panjang sisi 1 cm.

4) Potonglah satu daun Filisium dan Akasia seluas replika kertas

manila tersebut. Daun dipotong pada 10 tempat yang berbeda secara

acak (lihat Gambar 1.2).

5) Timbang semua potongan daun, kemudian hitunglah reratanya,

misalnya a gram.

6) Hitung luas permukaan daun (Ld) menggunakan rumus:

bLd =

a × 1 cm

2

j. Carilah hubungan antara laju transpirasi dan luasan daun.


Gambar 1.1.

Konstruksi Bejana Berhubungan pada Percobaan Transpirasi


k. Untuk mengetahui hubungan antara laju transpirasi dan jumlah stomata

per luasan daun, lakukan penghitungan jumlah stomata per luasan daun

dengan cara sebagai berikut.

1) Ambil object glass, berilah satu tetes air menggunakan pipet.

2) Sayat permukaan bawah daun Filisium dan Akasia dengan arah

membujur.

3) Dengan bantuan jarum, letakkan sayatan tadi di tempat tetesan air

pada object glass dengan bagian permukaan bawah daun menghadap

ke atas, selanjutnya tutuplah dengan glass.

4) Amati preparat daun tersebut di bawah mikroskop cahaya dengan

perbesaran 10 kali.

5) Hitung jumlah stomata per bidang pandang.

6) Konversikan hasil penghitungan tersebut ke dalam luasan mm2.

7) Bandingkan jumlah stomata Filisium dan Akasia per mm2.

l. Carilah hubungan antara laju transpirasi dan jumlah stomata per luasan

daun.

m. Simpulkan lebih efisien mana antara laju transpirasi pada Filisium dan

laju transpirasi pada Akasia dengan memperhatikan hubungan antara laju

transpirasi, luasan daun, dan jumlah stomata per luasan daun pada

masing-masing tumbuhan tersebut.

Gambar 1.2.

Cara Membuat Replika Daun


Tabel 1.1. Pengamatan Hubungan antara Laju Transpirasi, Luasan Daun, dan Jumlah

Stomata Per Luasan Daun pada Filisium dan Akasia

Jenis Tumbuhan

Luasan Daun (cm2)

Jumlah Stomata Per Luasan Daun

Laju Transpirasi (ml/10 Menit)

di Dalam Ruangan

di Luar Ruangan

Filisium

1. 1. 1. 1.

2. 2. 2. 2.

3. 3. 3. 3.

rerata rerata rerata rerata

Akasia

1. 1. 1. 1.

2. 2. 2. 2.

3. 3. 3. 3.

rerata rerata rerata rerata

Setiap 5 mahasiswa membentuk satu kelompok. Setiap kelompok

mengerjakan praktikum tersebut untuk satu jenis tumbuhan. Selanjutnya, data

dari masing-masing kelompok digabung menjadi data bersama.

D. LAPORAN PRAKTIKUM

Laporan praktikum ditulis tangan dan disusun dengan format sebagai

berikut.

I. PENDAHULUAN (memuat latar belakang dan tujuan dilakukannya

Kegiatan Praktikum 1).

II. TINJAUAN PUSTAKA (memuat teori-teori yang mendasari dan

berkaitan dengan materi praktikum).

III. ALAT, BAHAN, DAN CARA KERJA (disajikan menggunakan

kalimat berita, bukan kalimat perintah; jika memungkinkan, lebih baik

digunakan kalimat pasif).

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN (ditampilkan dalam bentuk narasi, tabel,

atau grafik; pembahasan dapat dilakukan dengan membandingkan hasil

percobaan yang diperoleh dengan hasil penelitian serupa yang pernah

dilakukan oleh para peneliti; tidak dibenarkan menggunakan petunjuk

praktikum sebagai referensi).

V. KESIMPULAN (menjawab tujuan praktikum).


VI. DAFTAR PUSTAKA (hanya berisi pustaka yang dikutip/tertulis dalam

naskah laporan; gunakan sistem penulisan dengan urutan nama menurut

abjad, tahun penerbitan, judul buku/artikel, penerbit).

Laporan praktikum diserahkan kepada koordinator praktikum masing-

masing perguruan tinggi mitra sebagai tempat pelaksanaan praktikum sesuai

dengan jadwal yang telah ditentukan oleh instruktur.



Peran Unsur Hara

umbuhan memerlukan sejumlah unsur hara untuk metabolisme dan

pertumbuhannya. Untuk mengetahui unsur yang diperlukan oleh

tumbuhan dapat dilakukan pemeliharaan tumbuhan dalam suatu larutan yang

mengandung unsur-unsur dalam bentuk garam-garam mineral. Metode ini

dikenal sebagai metode kultur air atau lebih dikenal sebagai teknik

hidroponik. Metode ini telah lama dikembangkan dan banyak digunakan

untuk mempelajari gejala kekurangan unsur hara pada berbagai jenis

tumbuhan. Selain itu, dapat pula ditentukan esensialitas suatu unsur bagi

tumbuhan serta besarnya kebutuhan unsur hara bagi suatu tumbuhan.

Beberapa komposisi larutan hara telah lazim digunakan, misalnya larutan

Hoagland.

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Menyimpulkan peran unsur hara makro dan mikro bagi pertumbuhan

tanaman.

2. Menjelaskan gejala-gejala yang timbul pada tanaman karena kekurangan

unsur hara tertentu.

B. TEORI

Selain air, tumbuhan menyerap pula ion-ion anorganik dari tanah. Dari

hasil analisis terhadap kebutuhan unsur hara bagi tumbuhan, dapat diketahui

bahwa kebanyakan tumbuhan memerlukan 16 unsur hara esensial.

Unsur esensial adalah unsur yang diperlukan oleh tumbuhan agar

tumbuhan dapat menyelesaikan siklus hidupnya. Apabila tumbuhan

kekurangan unsur hara esensial, akan terjadi defisiensi khusus. Tercukupi

atau tidaknya kebutuhan unsur hara tertentu tidak hanya ditentukan oleh

faktor ketersediaannya di dalam tanah, tetapi juga bergantung kepada

kemampuan tumbuhan untuk dapat menyerapnya.

Unsur hara esensial bagi tumbuhan tingkat tinggi dapat dibagi menjadi

dua kelompok, yakni unsur hara makro dan mikro. Unsur hara makro adalah

unsur hara yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar, dan pada

T


umumnya digunakan sebagai komponen penyusun tumbuhan, baik berupa

dinding sel maupun sitoplasma. Unsur C, H, O, N, S. P, K, Ca, dan Mg

termasuk dalam kelompok unsur hara makro. Sementara itu, unsur hara

mikro diperlukan dalam jumlah kecil dan berperan dalam aktivitas enzim.

Unsur-unsur yang termasuk unsur hara mikro adalah B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo,

dan Zn. Selain itu, ada pula unsur-unsur yang berperan sebagai pengatur

tekanan osmosis sel dan penetral ion yang terbentuk dalam metabolisme.

Unsur tersebut berperan dalam metabolisme baik sebagai unsur yang bereaksi

(penyusunan dan penguraian) maupun sebagai aktivator enzim dalam reaksi

tertentu. Misalnya, untuk mensintesis protein dan asam nukleat diperlukan

unsur N, P, S, C, H, dan O sebagai komponen penyusun. Selain itu,

diperlukan pula unsur Fe, Zn, dan Cu. Selain unsur-unsur yang berperan

pada reaksi metabolisme, ada pula unsur yang berperan dalam transport,

misalnya B (boron) yang berperan dalam transport karbohidrat.

Efek yang diperlihatkan oleh kekurangan unsur hara tertentu adalah

hambatan pada pertumbuhan atau morfologi yang tidak normal. Salah satu

kenampakan yang mudah terlihat adalah gejala klorosis. Untuk membentuk

klorofil diperlukan beberapa jenis unsur, baik yang digunakan sebagai

penyusun maupun katalisator reaksi antaranya. Apabila unsur penetral hasil

metabolisme yang bersifat meracun tidak dijumpai, akan terlihat kematian

jaringan atau nekrosis.

Untuk memudahkan pembuatan larutan hara, garam-garam yang

mengandung unsur makro biasanya disediakan dalam bentuk larutan garam

tunggal sebagai larutan baku, sedangkan unsur mikro disediakan dalam

bentuk campuran. Unsur Fe disediakan terpisah dalam bentuk larutan baku

garam Fe EDTA atau FeCl3. EDTA adalah ethylene diamine tetra acetic

acid atau etilen diamin tetra asam asetat.

Unsur beneficial sering dikatakan sebagai unsur yang dapat memengaruhi pertumbuhan tanaman meskipun fungsinya belum diketahui dengan pasti. Berikan salah satu contohnya. Coba diskusikan

dengan teman-teman Anda.

Mengapa unsur hara makro disediakan dalam larutan baku? Diskusikanlah

dengan teman-teman Anda.


1) Mengapa unsur hara mikro hanya diperlukan dalam jumlah sedikit?

2) Mengapa kultur air (hidroponik) sebaiknya diberi aerasi?

3) Mengapa kondisi larutan hara yang digunakan dalam hidroponik harus

dalam keadaan terlindung dari sinar?

4) Mengapa transpirasi dapat memengaruhi status hara bagi suatu

tumbuhan?

5) Dalam analisis abu sering ditemukan unsur yang tidak diketahui

kegunaannya. Mengapa hal ini dapat terjadi?

Petunjuk Jawaban Latihan

1) Lihat kembali peran unsur hara mikro.

2) Untuk melakukan penyerapan, tumbuhan memerlukan oksigen.

3) Agar tidak mudah ditumbuhi alga dan untuk menjaga agar larutan hara

tidak rusak oleh sinar matahari.

4) Transpirasi yang tinggi dapat membantu proses penyerapan unsur hara

sehingga unsur yang diperlukan bagi tumbuhan dapat terpenuhi dengan

baik.

5) Transpirasi yang tinggi disebabkan oleh adanya proses arus masa

sehingga ada unsur-unsur tertentu yang tidak diketahui kegunaannya

dapat masuk ke dalam tubuh tumbuhan.

Tumbuhan memerlukan 16 unsur hara esensial. Apabila tumbuhan

kekurangan unsur hara esensial, akan terjadi gejala defisiensi khusus

berupa klorosis, nekrosis, dan terhambatnya pertumbuhan tanaman.

Tercukupi atau tidaknya kebutuhan akan unsur hara ditentukan oleh

faktor keberadaan dan kemampuan tumbuhan untuk menyerapnya.

Unsur hara esensial dibagi dalam 2 kelompok, yaitu unsur hara

makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro, meliputi C, H, O, N, S,

P, K, Ca, dan Mg. Unsur hara makro adalah unsur hara yang diperlukan

LATIHAN



RANGKUMAN


dalam jumlah besar karena digunakan sebagai penyusun tubuh

tumbuhan. Unsur hara mikro adalah unsur hara yang diperlukan dalam

jumlah kecil, antara lain B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, dan Zn. Unsur hara

mikro diperlukan dalam jumlah sedikit karena unsur-unsur ini berperan

dalam aktivitas enzim dan pengaturan tekanan osmosis sel, serta sebagai

penetral ion yang terbentuk dalam metabolisme.

Pilihlah:

A. Jika (1) dan (2) benar

B. Jika (1) dan (3) benar

C. Jika (2) dan (3) benar

D. Jika (1), (2) dan (3) benar

1) Kebutuhan akan unsur hara bagi tanaman ditentukan oleh faktor ....

(1) ketersediaan unsur hara dalam tanah

(2) kemampuan tumbuhan untuk dapat menyerap unsur hara

(3) transpirasi

2) Unsur hara makro, antara lain ….

(1) N, S, P

(2) Zn, Cu, Mn

(3) K, Ca, Mg

3) Gejala klorosis daun dapat diakibatkan oleh kekurangan beberapa unsur

karena unsur tersebut ....

(1) berperan dalam mengatur tekanan osmosis

(2) digunakan sebagai penyusun klorofil

(3) berperan sebagai katalisator reaksi dalam pembentukan klorofil

4) Unsur hara makro diperlukan dalam jumlah besar karena unsur

tersebut ….

(1) diperlukan sebagai penetral hasil metabolisme

(2) berperan dalam proses sintesis

(3) diperlukan untuk penyusun dinding sel

TES FORMATIF 2


5) Kebutuhan unsur hara bagi tumbuhan sangat ditentukan oleh ….

(1) ketersediaan unsur hara dalam tanah

(2) kemampuan tumbuhan untuk menyerapnya

(3) daya isap daun






80 - 89% = baik

70 - 79% = cukup

< 70% = kurang


meneruskan dengan Kegiatan Praktikum 3. Bagus! Jika masih di bawah

80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Praktikum 2, terutama bagian

yang belum dikuasai.


100%Jumlah Soal



1. Alat:

a. 10 buah gelas piala ukuran 2.000 ml

b. 10 buah botol bekas obat berwarna merah dengan diameter mulut botol

5-10 cm (gunakan botol yang seragam)

c. 10 buah sumbat botol dari gabus yang berlubang tiga

d. Pinset

e. Gelas ukur

f. pH meter

g. Kapas

h. Kertas label

2. Bahan:

a. Semai tanaman jagung yang berumur 2 minggu

b. Larutan baku unsur hara

c. Aquades

3. Cara Kerja

a. Cucilah botol hingga bersih, kemudian bilas 2 atau 3 kali dengan

aquades.

b. Tandai botol tersebut dengan kertas label, masing-masing untuk larutan

hara mikro dan hara lengkap dengan FeEDTA atau hara lengkap dengan

FeCl3 tanpa Ca, S, Mg, K, N, P, Fe.

c. Buatlah larutan baku seperti yang tertera pada Tabel 1.2.

d. Siapkan larutan hara dengan komposisi seperti pada Tabel 1.2. Untuk

membuat larutan hara lengkap FeEDTA, dengan cara siapkan gelas piala

ukuran 2.000 ml dan isilah dengan 1.000 ml aquades. Pipetlah 10 ml

larutan Ca (NO3)2 1M, masukkan ke dalam gelas piala yang berisi 1.000

ml aquades tadi, kemudian berturut-turut pipetlah 10 ml KNO3 1M, 4 ml

MgSO4 1 M, 2 ml KH2PO4 1 M, 2 ml Fe EDTA, dan hara mikro

sebanyak 2 ml. Semua larutan dimasukkan ke dalam gelas piala. Untuk

menjadikan volume 2.000 ml, tambahkan aquades, dan gunakan gelas

ukur untuk mengukur volumenya. Aduklah hingga homogen.

e. Siapkan larutan hara berturut-turut dari hara mikro, hara lengkap Fe

EDTA atau FeCl3, kemudian hara tanpa Ca, hara tanpa S, hara tanpa Mg,

hara tanpa K, hara tanpa N, hara tanpa P, dan hara tanpa Fe.


f. Setelah larutan hara selesai dibuat, aturlah pHnya agar berkisar antara

6 7 dengan penambahan NaOH atau HCl secukupnya; ukurlah pH

menggunakan pH meter atau kertas pH.

g. Isilah botol lebih kurang ¾ volume dengan larutan-larutan hara tersebut

sesuai dengan labelnya masing-masing. Tandailah permukaan hara pada

botol menggunakan spidol.

h. Ambil semai jagung sebanyak tiga buah; pilih semai yang sehat.

i. Ukur panjang akar dan batang semai, catat jumlah akarnya.

j. Pasanglah semai jagung pada sumbat botol dengan cara sebagai berikut.

1) Dengan hati-hati masukkan akar semai melalui lubang sumbat

(Gambar 1.3).

2) Perkuat kedudukan semai dengan melilitkan kapas ke dalam sumbat

di sekeliling batang semai jagung.

3) Usahakan kapas tidak mengenai larutan hara.

k. Lakukan pengamatan tiap hari. Apabila larutan dalam botol berkurang,

tambahkanlah aquades hingga tepat pada tanda spidol.

l. Setelah satu minggu periksalah keadaan semai; catat gejala yang tidak

normal, seperti klorosis pada tulang daun, urat daun, ujung daun,

perubahan warna daun, dan sebagainya. Semai yang mati atau tidak

tumbuh dibuang. Tinggalkan dua semai pada tiap botol. Periksalah pH

larutan hara dan catat bila ada perubahan.

m. Pada akhir minggu keempat, ukurlah kembali panjang akar, panjang

batang, dan catat jumlah akar yang terbentuk. Amati gejala-gejala

kekurangan unsur hara yang khas pada daun, batang, dan akar. Ukur pula

pH larutan hara lalu catat apabila ada perbedaan pH.

n. Pengamatan diakhiri pada minggu keempat. Buanglah semua larutan

hara sisa dan bahan tanaman, kemudian cucilah botol-botol tersebut.


Tabel 1.2. Komposisi Larutan Hoagland (ml)

Larutan

Baku

Lengkap

-Ca

-S

- Mg

- K

- N

-P

- Fe Hara Mikro

Fe EDTA FeCl3

Ca(NO3)2 1M

10 10 - 10 10 10 - 10 10 10

KNO3 1M 10 10 10 10 10 - - 10 10 10

MgSO4

1M 4 4 4 - - 4 4 4 4 4

KH2PO4 1M

2 2 2 2 2 - 2 - 2 2

Fe EDTA 2 - 2 2 2 2 2 2 - 2

Fe Cl3 - 2 - - - - - - - -

Hara mikro

2 2 2 2 2 2 2 2 2 -

NaNO3 1M

- - 20 - - 10 - - - -

MgCl2 1M - - - 4 - - - - - -

NaSO4 1M

- - - - 4 - - - - -

NaH2PO4 1M

- - - - - 2 - - - -

CaCl2 1M - - - - - - 10 - - -

KCl 1 M - - - - - - 10 2 - -

Pada FeEDTA dan FeCl3 setiap larutan baku mengandung 5 mg Fe.

Larutan baku hara mikro terdiri atas 2,86 g H3BO3 (asam borat); 1,81 g

MnCl2.4H2O; 0,11 g Zn Cl2; 0,05 g CuCl2.2H2O; dan 0,025 g Na2Mo4.2H2O

per liter.

Tabel 1.2 memberikan gambaran tentang konsentrasi larutan baku yang

digunakan untuk membuat larutan hara, baik yang lengkap maupun yang

tidak mengandung salah satu unsur hara. Angka pada tiap lajur Tabel 1.2

menunjukkan banyaknya larutan baku yang diperlukan (dalam ml) untuk

membuat 2 liter larutan hara.

Setiap lima mahasiswa membentuk satu kelompok. Setiap kelompok

mengerjakan praktikum tersebut di atas untuk satu jenis tumbuhan.

Selanjutnya, data dari masing-masing kelompok digabung menjadi data

bersama.


Gambar 1.3. Peralatan dan Cara Menempatkan Semai Jagung pada Botol




berikut.








IV. HASIL DAN PEMBAHASAN (ditampilkan dalam bentuk narasi, tabel,

atau grafik; pembahasan dapat dilakukan dengan membandingkan hasil

percobaan yang diperoleh dengan hasil penelitian serupa yang pernah

dilakukan oleh para peneliti; tidak dibenarkan menggunakan petunjuk

praktikum sebagai referensi). Bahaslah pengamatan kekurangan masing-

masing unsur terhadap pertumbuhan tanaman. Simpulkan peran unsur

hara makro dan mikro bagi pertumbuhan tanaman jagung.





Laporan praktikum diserahkan kepada koordinator praktikum dari

masing-masing perguruan tinggi mitra sebagai tempat pelaksanaan praktikum

sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan oleh instruktur.



Pengaruh Lingkungan terhadap Enzim

eaksi kimia yang berlangsung dalam sel hidup secara keseluruhan

dinamakan metabolisme. Ribuan reaksi berlangsung dalam tiap sel.

Berbagai senyawa dapat disintesis oleh sel-sel hidup. Senyawa-senyawa

tersebut harus dibentuk untuk dapat menghasilkan organel dan struktur lain

yang terdapat di dalam sel. Pembentukan molekul besar dari molekul-

molekul kecil sering disebut anabolisme. Proses ini memerlukan masukan

energi. Sementara itu, katabolisme merupakan proses penguraian molekul

besar menjadi molekul-molekul kecil dengan membebaskan sejumlah energi.

Anabolisme dan katabolisme membentuk jalur metabolisme. Jalur

metabolisme mengubah senyawa A menjadi senyawa B, kemudian B menjadi

C, dan seterusnya sehingga terbentuk produk akhir. Proses perubahan suatu

senyawa menjadi senyawa lain pada umumnya memerlukan enzim sebagai

biokatalisator. Jalur metabolisme dan kecepatan reaksi metabolisme dikontrol

oleh sel dengan bantuan enzim.

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Menyimpulkan bahwa enzim dipengaruhi oleh pH.

2. Menyimpulkan bahwa enzim dipengaruhi oleh suhu.

B. TEORI

Enzim tersusun dari dua bagian, yaitu apoenzim dan koenzim.

Apoenzim selalu terdiri atas protein, tetapi koenzim dapat tersusun dari

bahan bukan protein. Senyawa bukan protein ini lazim dikenal sebagai gugus

prostetik. Oleh karena secara keseluruhan enzim merupakan protein maka

enzim sangat peka terhadap perubahan lingkungan, seperti temperatur dan

pH.

Enzim memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

1. Enzim aktif dalam jumlah sedikit. Dalam suatu reaksi, enzim diperlukan

dalam jumlah yang sangat sedikit untuk mengubah sejumlah besar

substrat menjadi hasil (produk).

R


2. Enzim tidak terpengaruh oleh reaksi yang dikatalisisnya. Oleh karena

enzim adalah protein maka aktivitasnya sangat dipengaruhi oleh pH dan

suhu. Dalam keadaan tertentu enzim dapat terpengaruh oleh hasil reaksi

(produk).

3. Walaupun enzim mempercepat penyelesaian suatu reaksi, enzim tidak

memengaruhi keseimbangan reaksi tersebut. Tanpa enzim reaksi dapat

berjalan ke arah sebaliknya.

4. Katalisis enzim bersifat spesifik. Suatu enzim menunjukkan kekhasan

reaksi yang dikatalisisnya.

5. Beberapa macam enzim dapat bekerja terhadap suatu substrat tertentu

dan menghasilkan produk yang sama. Kelompok enzim semacam ini

disebut sebagai isoenzim atau isozim. Keuntungan dengan adanya isozim

bahwa masing-masing jenis enzim dapat memberikan tanggapan yang

berbeda-beda terhadap lingkungan yang berbeda. Kadang-kadang satu

jenis isozim terdapat dalam satu sel dan jenis isozim lain terdapat pada

sel lainnya. Dapat pula terjadi bahwa dalam satu sel yang sama terdapat

bermacam-macam isozim.

1. Pengaruh pH terhadap Enzim

Perubahan pH dapat menyebabkan terjadinya denaturasi enzim.

Peristiwa rusaknya enzim karena pengaruh zat kimia disebut flokulasi.

Enzim yang mengalami flokulasi akan kehilangan aktivitasnya. Enzim

mempunyai pH optimum. Molekul enzim mempunyai gugus ionik yang

dapat dipengaruhi oleh pH lingkungan. Oleh karena gugus ionik itu

merupakan tempat yang berperan aktif dalam pembentukan kompleks

substrat-enzim maka perubahan terhadap gugus tersebut akan memengaruhi

fungsi enzim.

Molekul protein, termasuk juga enzim, tersusun dari asam amino yang

terangkai dalam ikatan peptida. Apabila protein dihidrolisis menggunakan

asam maka asam amino penyusunnya akan dibebaskan dari molekul protein

tersebut.

Pada percobaan ini digunakan putih telur sebagai gambaran bahwa

enzim akan rusak pada pH tertentu dan temperatur tinggi.

2. Pengaruh Temperatur terhadap Enzim

Kenaikan temperatur akan mempercepat reaksi karena kenaikan

temperatur akan menyebabkan penambahan energi kinetik substrat dan enzim


serta meningkatkan jumlah tabrakan antarmolekul akibat agitasi yang lebih

besar. Temperatur yang tinggi juga berpengaruh terhadap enzim itu sendiri

karena struktur molekul enzim sangat kompleks dengan sejumlah besar

ikatan hidrogen yang lemah. Pada temperatur tinggi ikatan hidrogen itu akan

terputus sehingga struktur enzim berubah. Enzim mengalami denaturasi

sehingga tidak dapat berfungsi. Peristiwa rusaknya enzim karena pengaruh

temperatur disebut koagulasi. Meskipun kerusakan enzim mulai terjadi pada

temperatur 45oC, temperatur di bawahnya sudah dapat merusak enzim bila

diberikan dalam jangka waktu yang panjang.

1) Mengapa suhu tinggi dapat merusak enzim?

2) Peristiwa rusaknya enzim karena pengaruh zat kimia sering terjadi. Coba

jelaskan dengan singkat!

3) Mengapa suhu kurang dari 45oC sudah dapat merusak enzim?

4) Mengapa isozim sering disebut-sebut sebagai penentu keberhasilan

adaptasi suatu tumbuhan?

5) Bagaimana sifat katalisis enzim? Berikan penjelasan yang lengkap!

Petunjuk Jawaban Latihan

1) Suhu yang tinggi dapat merusak protein penyusun enzim sehingga

aktivitasnya akan berkurang.

2) Berbagai zat kimia dapat merusak enzim, misalnya adanya alkohol,

logam berat, seperti Pb dan Hg.

3) Suhu di bawah 45oC sudah dapat memengaruhi struktur molekul enzim,

terutama jika enzim diperlakukan dalam waktu lama.

LATIHAN



Mengapa setelah mengalami flokulasi, protein (enzim) akan mengalami kerusakan dan tidak dapat kembali lagi, seperti kondisi semula?

Diskusikan dengan teman-teman Anda.


4) Dengan adanya isozim, tumbuhan dapat mensintesis senyawa yang

diperlukan untuk adaptasi dengan cepat, misalnya glukosa yang

ditempatkan di membran sel untuk mempertahankan diri pada musim

dingin.

5) Katalisasi enzim bersifat sangat spesifik untuk satu jenis substrat

tertentu.

Enzim mempunyai lima sifat yang penting dan sangat spesifik.

Enzim tersusun dari dua bagian penting, yaitu apoenzim dan koenzim.

Apoenzim terdiri atas protein. Oleh karena berupa protein, enzim sangat

peka terhadap perubahan lingkungan seperti suhu dan pH. Kenaikan

suhu dalam batas tertentu dapat mempercepat rekasi enzimatis. Namun,

suhu yang terlalu tinggi juga akan berpengaruh terhadap struktur enzim

itu sendiri. Enzim akan mengalami denaturasi atau lazim disebut

koagulasi. Perubahan pH yang disebabkan oleh penambahan zat kimia

dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan enzim yang dikenal sebagai

flokulasi.

1) Enzim mempunyai bagian yang selalu terdiri atas protein. Bagian ini

disebut dengan ....

A. apoenzim

B. gugus prostetik

C. koenzim

D. isozim

2) Sifat-sifat enzim adalah sebagai berikut, kecuali bahwa enzim ....

A. terpengaruh oleh reaksi yang dikatalisisnya

B. bersifat spesifik

C. aktif dalam jumlah sedikit

D. tidak memengaruhi keseimbangan reaksi

RANGKUMAN

TES FORMATIF 3

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!


3) Keuntungan dengan adanya isozim adalah ....

A. produk yang dihasilkan oleh isozim berbeda-beda

B. masing-masing jenis enzim dapat memberikan tanggapan yang

berbeda pada kondisi lingkungan yang berbeda

C. enzim bekerja pada substrat tertentu dan menghasilkan produk yang

berbeda

D. produk yang dihasilkan oleh isozim sama

4) Perubahan terhadap gugus ionik enzim dapat menyebabkan ....

A. terbebasnya asam amino penyusun enzim tersebut

B. penambahan energi kinetik

C. perubahan lingkungan

D. terpengaruhnya fungsi enzim

5) Kenaikan temperatur akan memengaruhi proses-proses sebagai berikut,

kecuali ....

A. penambahan energi kinetik substrat dan enzim

B. pengurangan laju reaksi

C. peningkatan tabrakan antarmolekul

D. peningkatan laju agitasi






80 - 89% = baik

70 - 79% = cukup

< 70% = kurang


meneruskan dengan modul selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%,

Anda harus mengulangi materi Kegiatan Praktikum 3, terutama bagian yang

belum dikuasai.


100%Jumlah Soal



1. Alat:

a. Enam buah tabung reaksi

b. Penjepit

c. Pipet

d. Termometer

e. Stop watch

f. Kompor listrik

g. Penangas air atau gelas piala

2. Bahan:

a. Putih telur

b. Aquades

c. Alkohol 95%

3. Cara Kerja

a. Siapkan tiga buah tabung reaksi, kemudian isilah dengan putih telur

lebih kurang 5 ml. Tambahkan alkohol 95% beberapa tetes. Amati apa

yang terjadi. Selanjutnya, tambahkan 1 ml aquades, kocok dan amati apa

yang terjadi.

b. Siapkan penangas air atau gelas piala berisi air dengan suhu 100oC.

c. Isilah tiga buah tabung reaksi yang lain dengan putih telur, masing-

masing sebanyak 5 ml. Masukkan termometer ke dalam tabung reaksi.

Usahakan termometer tidak mengenai dinding tabung reaksi.

d. Dengan menggunakan penjepit tabung, masukkanlah tabung yang telah

berisi putih telur tadi ke dalam penangas air mendidih.

e. Dengan menggunakan stop watch, amati saat mulai terjadi koagulasi dan

amati pada temperatur berapa putih telur tersebut mulai mengalami

koagulasi. Matikan stop watch pada waktu putih telur terlihat telah

mengalami koagulasi sempurna dan catat pula pada menit keberapa

kondisi tersebut dicapai. Catat pula suhunya.


Gambar 1.4.a.

Skema Urutan Cara Kerja Praktikum Pengaruh pH terhadap Enzim

Gambar 1.4.b. Skema Urutan Cara Kerja Praktikum Pengaruh Suhu terhadap Enzim

Setiap kelompok mengerjakan satu set praktikum pengaruh pH dan suhu

terhadap enzim. Baik untuk pengamatan pengaruh pH maupun untuk

pengamatan pengaruh suhu, setiap kelompok membuat tiga ulangan.




berikut.








IV. HASIL DAN PEMBAHASAN (ditampilkan dalam bentuk narasi, tabel

atau grafik; bahaslah mengapa enzim/protein yang ditambah dengan

alkohol 95% mengalami flokulasi dan kerusakan ini tidak dapat

dipulihkan meskipun enzim ditambah dengan aquades; bahaslah pula

mengapa enzim/protein yang dipanaskan hingga 45oC dapat mengalami

koagulasi; tidak dibenarkan menggunakan petunjuk praktikum sebagai

referensi).





Laporan praktikum diserahkan kepada koordinator praktikum dari

masing-masing perguruan tinggi mitra sebagai tempat pelaksanaan praktikum

sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan oleh instruktur.


Kunci Jawaban Tes Formatif

Tes Formatif 1

1) B

2) A

3) A

4) D

5) A

Tes Formatif 2

1) D

2) B

3) C

4) D

5) D

Tes Formatif 3

1) A

2) A

3) B

4) D

5) B


Daftar Pustaka

Ali, A., S. Sivakami and N. Raghwan. (2007). Effect of Nitrate, Nitrite,

Ammonium, Glutamate, Glutamine and 2-oxoglutarate on the RNA

Levels and Enzyme Activities of Nitrate Reductase in Rice. Physiol.

Mol. Biol. Plants 13(1):17-25.

Glass, A.D.M, D.T. Britto, B.N. Kaiser, J.R. Kinghorn, H.J. Kronzucker, A.

Kumar, M. Okamoto, S. Rawat, M.Y. Siddiqi, S.E. Unkles, J.J. Vidmar.

(2002). The Regulation of Nitrate and Ammonium Transport Systems in

Plants. J. Exp. Bot. 53 (370): 855-864.

Hodges, M. (2002). Enzyme redundancy and importance of 2- oxoglutarat in

plant ammonium assimilation. J. Exp. Bot. 53(370): 905-916.

Marquez, A. J., M. Betti, M.G. Calderov, P.P. Balang, P. Diaz and J. Monza.

(2005). Nitrate Assimilation in Lotus Japonicus. J. Exp. Bot.

56(417):1741-1749.

Taiz L. and E. Zeiger. (1998). Plant Physiology. Sunderland, Massachusetts:

Sinauer Assoc. Inc. Publishers.

hubungan tumbuhan dengan lingkungan...modul 1 hubungan tumbuhan dengan lingkungan dra. murni dwiati,...

Documents